Spiel nicht mit dem Kugelblitz!

Tausende von Zeugen wollen Kugelblitze gesehen haben – dennoch weiss niemand, was sich hinter diesem geheimnisvollen Naturphänomen verbirgt. Jetzt haben Forscher aus Russland und Neuseeland das Rätsel angeblich gelöst.

Als die Boeing 737 der British-Airways in Berlin startete, ahnte noch niemand an Bord, dass die meisten den Flieger in Stuttgart mit weichen Knien verlassen würden. Noch am 22.3.1995, als die Stewardess darüber berichtete, war die Aufregung spürbar. Zunächst schien es eine normale Inlandsreise zu werden, doch dann geriet die Maschine in 3000 Meter Höhe in ein Gewitter: Wolken verhüllten die Sicht, Blitze zuckten, Stürme schüttelten das Flugzeug. Einigen Passagieren wurde übel, selbst die Stewardess musste sich anschnallen.

Plötzlich geschah etwas, das keiner der Anwesenden je zuvor erlebt hatte: Aus der Küche des Fliegers schwebte ein leuchtender Ball von extremer Helligkeit heran, groß wie eine Melone, von leicht bläulicher Farbe und mit einer ausgefransten Oberfläche. Das gespenstische Objekt bewegte sich lautlos etwa 70 Zentimeter über dem Boden, huschte den Mittelgang entlang und verschwand nach etwa drei Metern durch die geschlossene Tür – ohne Spuren zu hinterlassen. Die Stewardess war fassungslos, die Passagiere in den ersten Reihen glaubten, ihren Augen nicht mehr trauen zu können.

Erst im Nachhinein wurde ihnen klar, dass sie eine der mysteriösesten Naturerscheinungen beobachtet hatten, die es gibt: einen Kugelblitz. Diese flüchtigen Lichtkugeln sind so selten wie umstritten. Die meisten Menschen kennen ihre Existenz nur vom Hörensagen, und selbst Augenzeugen berichten oft erst nach jahrelangem Schweigen über ihre Erlebnisse – aus Angst, als überspannt zu gelten. Die wenigsten wissen, dass Zigtausende schon Kugelblitze gesehen haben, dass die ersten Berichte bis in die Römerzeit zurückreichen und dass selbst Seneca, Karl der Große und der Physiker und Nobelpreisträger Niels Bohr die seltsamen Lichtereignisse bezeugt haben.

Doch so beharrlich die Informanten von den seltsamen Feuerbällen berichten, so beharrlich entziehen sich die gespenstischen Lichter dem Zugriff der Wissenschaften. Seit 1838 sammelten Forscher mehrere tausend Zeugenberichte, und etwa 2000 wissenschaftliche Artikel sind zu dem Thema erschienen – doch ohne abschließende Erkenntnis.

Nichts passt auf ein bekanntes Phänomen: Die Leuchtkugeln fliegen durch die Luft wie ein Gas, aber halten zusammen wie eine Flüssigkeit. Oft driften sie mit mäßiger Geschwindigkeit horizontal, doch manchmal springen sie in wildem Zickzack durch die Landschaft oder eilen an Überlandleitungen entlang. Manche der Kugeln explodieren mit lautem Knall, andere verenden sang- und klanglos – wie ein Ballon, dem man die Luft rauslässt. Zuweilen glühen die Lichtbälle so hell, dass man nicht hineinschauen kann, oder sie glimmen matt wie eine 25-Watt-Lampe – und in beiden Fällen fehlt jede Idee, woher sie ihre Energie beziehen könnten.

Die meisten Blitze wurden im Freien beobachtet, einige im Inneren von Gebäuden – und einzelne sogar in U-Booten. Es gibt Menschen, die angeblich vom Kugelblitz getötet wurden, und solche, die von einer Berührung nicht einmal eine Schramme davontrugen. Manche Blitze existieren nur für Sekunden, andere schwirren bis zu 20 Minuten durch die Luft. Gelegentlich wollen Zeugen sogar Blitze beobachtet haben, die durch geschlossene Scheiben hindurchgewandert sind. Kein Wunder, dass Kugelblitz-Zeugen oft mit UFO-Gläubigen in einen Topf geworfen werden.

Zu allem Überfluss gibt es kaum brauchbare Fotos von den flüchtigen Gebilden. Wer hat schon eine schussbereite Kamera bei sich und drückt im Moment der Überraschung rechtzeitig ab! Und wenn doch jemand ein Bild präsentiert – wer will garantieren, dass es sich nicht um eine Fälschung handelt? Oder um Landelichter eines Flugzeugs? Oder um Straßenlaternen?

Wie sollen Forscher da weiterkommen?

Für Skeptiker wie den inzwischen verstorbenen Schweizer Blitzkundler Karl Berger war die Lösung ganz einfach: Er glaubte, dass sich Kugelblitze der Untersuchung so erfolgreich entziehen, weil sie schlicht nicht existieren. Dass dennoch viele Menschen ihre Existenz bezeugen, führte er auf Nachbilder zurück, die normale Blitze auf der Netzhaut des Betrachters hinterlassen. Außerdem, so betonte der Wissenschaftler, seien Zeugenaussagen zu flüchtigen Phänomenen eben notorisch unzuverlässig.

Andere Forscher vermuten »magnetisches Phosphen« hinter den Beobachtungen: die Wirkung eines starken elektromagnetischen Impulses auf die Gehirntätigkeit. Immerhin gelang es dem amerikanischen Gehirnforscher David Rudiak 1994, bei Versuchspersonen die Illusion von Lichtblitzen in der Peripherie des Sehfelds hervorzurufen, indem er den Hinterkopf der Freiwilligen mit magnetischen Impulsen bestrahlte. Die viel stärkeren Impulse, die ein Gewitter begleiten, könnten also vielleicht Ursache der Leuchtwahrnehmungen sein.

Gänzlich unwahrscheinlich erscheinen solche Erklärungsansätze dem Salzburger Meteorologen und Psychologen Alexander Keul. Seit 30 Jahren sammelt er alle Augenzeugenberichte aus dem mitteleuropäischen Raum – inzwischen ist er überzeugt, dass den Beobachtungen tatsächlich Naturereignisse zugrunde liegen. Über 600 Berichte hat er zusammengetragen und sie auf jene 400 reduziert, die seiner Meinung nach auf echte Kugelblitze zurückgehen.

Dazu sortierte er zunächst alle Sichtungen heraus, die auf Verwechslungen beruhen: jene zum Beispiel, bei denen die Zeugen Elmsfeuern oder Irrlichtern auf den Leim gegangen sind. Elmsfeuer sind Leuchterscheinungen, die unter hohen elektrischen Feldern an Mastspitzen oder Kirchtürmen auftauchen, während Irrlichter manchmal in Mooren zu sehen sind, wo sich Methan-Ansammlungen spontan entzünden. Anschließend verglich er die Daten mit umfangreichen Sammlungen aus Russland und älteren Beständen aus Europa.

Als Ergebnis seiner Spurensuche präsentierte der Wissenschaftler den ersten verlässlichen Steckbrief des Kugelblitzes: 87 Prozent der tanzenden Lichter werden im Juni, Juli und August beobachtet, fast 90 Prozent vor, während oder nach einem Gewitter. Der Feuerball ist fast immer kugelrund, durchschnittlich 30 Zentimeter groß, und bleibt typischerweise fünf Sekunden lang sichtbar – auch wenn es in diesem Punkt besonders starke Abweichungen gibt: Der langlebigste schwebte 15 Minuten durch die Luft. Fast die Hälfte aller Beobachter sah den Blitz aus kürzester Entfernung, jeder vierte sogar innerhalb eines Gebäudes. Etwa die Hälfte aller Kugelblitze explodiert am Ende mit einem lauten Knall.

Das Bemerkenswerteste ist für den Datensammler Keul die Tatsache, dass sich die Beobachtungsmuster über Raum und Zeit so sehr ähneln: Russische Beobachter berichten im Durchschnitt dasselbe wie Deutsche, Zeugen vom Anfang des letzten Jahrhunderts Vergleichbares wie jene vom Ende. Für den Forscher ist das ein starkes Indiz, dass die Beobachtungen auf einer wirklichen Naturerscheinung basieren.

Weiter gestärkt wurde seine Gewissheit durch einen außergewöhnlichen Fund, der erst kürzlich zu seiner Sammlung stieß: Am 19. April 2003 bannten zwei Geschwister im sächsischen Zwönitz nahe Chemnitz durch puren Zufall einen Kugelblitz auf ihre Festplatte! Sie hatten versucht, mit PC und Web-Kamera ein Gewitter zu filmen, und als sie nach einem kurzen Snack zu ihrem improvisierten Kameraaufbau zurückkehrten, entdeckten sie, dass für zwei Sekunden eine eigenartige kugelförmige Lichterscheinung durch ihr Beobachtungsfeld gesaust war. Nur drei Tage später meldeten sie sich bei Professor Keul.

Umgehend leitete dieser den vier Minuten langen Originalfilm an zwei Experten für Bildbearbeitung weiter. Ergebnis: Sollten die Jugendlichen den Kugelblitz mit Computerhilfe hineinmontiert haben, wäre das hollywoodreif. Es sind keinerlei Spuren von Bildbearbeitung zu entdecken – nach menschlichem Ermessen ist das Video echt. Damit ist es der bislang beste Einzelbeweis für die Existenz von Kugelblitzen.

Doch so sensationell der Fund auch sein mag: Zur Aufklärung der physikalischen Hintergründe trägt er leider kaum bei. Da sind Ansätze vielversprechender, in denen Wissenschaftler versuchen, einen Kugelblitz im Labor nachzuahmen. Ihre Hoffnung: Wenn es gelingt, schwebende, leuchtende Kugeln unter kontrollierten Bedingungen zu produzieren, könnte man vielleicht den seltsamen Eigenschaften der Kugelblitze auf die Schliche kommen. Doch dazu müssen die Wissenschaftler schon zu Beginn ihrer Forschungen die schwierigsten der offenen Fragen beantworten: Woher bezieht der Feuerball seine Energie, und was hält ihn zusammen?

Vielversprechendster Kandidat zur Produktion schwebender Leuchtkugeln ist bislang ein Plasma: heißes ionisiertes Gas. Physiker hantieren mit künstlich erzeugtem Plasma in Kernfusionsreaktoren. In der Natur ist es eine Begleiterscheinung von Blitzen – und diese könnten auch die Energie für das Plasma liefern. Ein paar Probleme allerdings gibt es: Plasmabälle sind sehr heiß und sollten deshalb senkrecht aufsteigen – was Kugelblitze ausgesprochen selten tun. Zudem rätseln die Physiker, welche Mechanismen einen Plasmaball in Kugelform halten könnten: »Fusionsforscher plagen sich seit 40 Jahren, ein stabiles Plasma zu schaffen, und erreichen das nur mit Einsatz komplizierter Magnete. Wenn die Berichte von den Kugelblitzen stimmen, scheint die Natur dasselbe ohne Ausrüstung hinzubekommen«, staunt der australische Physiker Professor Paul Davies.

Die russischen Wissenschaftler Sergei Stepanov und Anton Egorov von der Akademie der Naturwissenschaften in St. Petersburg glauben nun, eine Lösung gefunden zu haben: In einem eigens für die Kugelblitzforschung eingerichteten Labor gelingt es ihnen mit einem überraschend einfachen Aufbau, ein leuchtendes »Plasmoid« zu produzieren, das Kugelblitzen verblüffend ähnlich sieht.

Der Trick der Forscher: Sie erzeugen ein Plasma in feuchter Luft – und erhalten so vollkommen neue Eigenschaften. Mit einer Entladung bei 5000 Volt verdampfen sie zwei Tropfen Wasser, die sich auf einer Elektrode direkt über einer Wasseroberfläche befinden. Die bei der Entladung gebildeten Plasma-Ionen werden direkt nach ihrer Entstehung von in der Luft schwebenden Wassermolekülen umhüllt und dabei abgekühlt. Computersimulationen zeigen, dass die Lebensdauer der Ionen dabei um das Billionenfache ansteigt. So bleibt das Plasmoid als leuchtende Kugel sichtbar – selbst wenn die Entladung längst vorbei ist. Zudem sinkt die Temperatur des Plasmas auf moderate 60 Grad Celsius. Die Forscher konnten sogar ein Blatt Papier auf einen ihrer Lichtbälle legen, ohne dass es sich entzündete.

Auch in einem weiteren Punkt entspricht das russische Labormodell den Berichten über Kugelblitze in freier Wildbahn: Manchmal sammelt sich in den Laborkugeln Wasserstoff an, und die Bälle explodieren gegen Ende ihrer kurzen Lebensdauer mit einem lauten Knall. Die Forscher sind begeistert: »Leuchtende Bälle, die im abgedunkelten Raum nach oben schweben, sind unvergesslich. Wer schon einen natürlichen Kugelblitz gesehen hat, für den steht die Ähnlichkeit der beiden Phänomene außer Zweifel.«

Kritiker wenden ein, dass sich die Plasmoide nur knapp eine Sekunde halten – also viel zu kurz für einen durchschnittlichen Kugelblitz. Aber: Gemessen an der Dauer normaler Blitze ist man damit kurz vor dem Ziel. Gewöhnliche Blitze, von denen weltweit rund einhundert pro Sekunde auf die Erde einprasseln, zischen in nur 0,0004 Sekunden von der Wolke zum Erdboden.

Ein anderer Einwand wiegt schwerer: Nach den Augenzeugenberichten entstehen Kugelblitze keineswegs nur bei Regen oder über Wasserflächen. Es muss also mindestens noch einen zweiten Entstehungsmechanismus geben.

Welcher das sein könnte, dafür hat der neuseeländische Forscher John Abrahamson einen überraschenden Vorschlag: Er glaubt, dass ein Blitz, der in die Erde einschlägt, aus dem überall vorhandenen Siliziumdioxid elementaren Siliziumdampf freisetzt. Beim Abkühlen soll dieser Dampf zusammen mit der Luft ein Aerosol bilden, das sich durch elektrische Ladungen auf der Oberfläche zu einer Kugel formt. Mit dem Luftsauerstoff verbrennt das Silizium anschließend wieder zu Siliziumdioxid. Da ein Aerosol sehr flexibel ist, könnte eine solche Kugel durch extrem kleine Ritzen huschen, wie sie zum Beispiel bei alten Fenstern oft zu finden sind.

Brasilianische Forscher testeten diesen Vorschlag mit Siliziumplatten und einem Lichtbogen von 149 Ampere – immerhin entstanden dabei leuchtende Kugeln von Tennisballgröße, die bis zu acht Sekunden lang durch das Labor sprangen. Allerdings waren die Bälle sehr heiß, brannten Löcher in Plastik, beschädigten die Kleidung der Forscher und wollten partout nicht schweben. Wenn dies eine Erklärung für Kugelblitze ist, dann offensichtlich nur für eine kleine Minderheit unter ihnen.

Vielleicht wird in der Tat das Rätsel Kugelblitz dadurch verkompliziert, dass es sich um mehrere ähnliche Erscheinungen handelt, die gar keine gemeinsame Ursache besitzen. Der amerikanische Physiker Pace VanDevender hat sich unter diesem Aspekt die Fallsammlungen angeschaut und kam zu dem Schluss, dass ungefähr zehn Prozent der Sichtungen zu einer ungewöhnlich energiereichen Sorte gehören, für die er eine eigene Erklärung vorschlägt.

Besonderes Interesse weckte bei ihm ein Ereignis, das sich 1868 in Irland zugetragen hat. Damals beobachtete der Landvermesser Michael Fitzgerald eine hellrot leuchtende Kugel von etwa 60 Zentimeter Durchmesser, die beinahe 20 Minuten lang über einem Moor schwebte. Sie bewegte sich auf und ab, schrumpfte mit jeder Erdberührung, bis sie nur noch wenige Zentimeter groß war, und verschwand dann – ohne Rauch, ohne Explosion, ohne Knall. Unmittelbar danach inspizierte der Landvermesser die Gegend und fand das Moor unterhalb der Flugbahn der Leuchtkugel wie umgepflügt. Ein kratergroßes Loch und eine 90 Meter lange Furche zeugten von der Stärke des Ereignisses.

Über hundert Jahre später reiste der Physiker VanDevender sechs Mal an den Ort des Geschehens – bis er tatsächlich Krater und Furche wie in den Aufzeichnungen beschrieben wiederfinden konnte. Nach seiner Schätzung muss der Kugelblitz ungefähr 100 Tonnen Torf bewegt haben – wahrlich ein gewaltiges Exemplar. Woher bezog es seine Energie? VanDevenders Theorie: Dieser Kugelblitz war in Wirklichkeit ein mikroskopisches Schwarzes Loch aus der Frühzeit des Universums. Jedes Jahr, so schätzt der Wissenschaftler, sollen 10000 dieser exotischen Gebilde auf die Erde prasseln, die meisten unentdeckt ins Meer oder auf trockene Erde. Nur wenn sie ein Moor träfen, gäbe es Chancen, sie zu beobachten.

Natürlich ist auch diese Theorie hochgradig umstritten, und selbst ihr Erfinder gibt zu, dass sie einige spekulative Elemente enthält. So weiß niemand, ob es überhaupt mikroskopische Schwarze Löcher gibt. Ein Schwarzes Loch von »nur« 100 Millionen Tonnen wäre schon kleiner als ein Atomkern. Das Schwarze Loch in Irland dürfte aber nach VanDevenders Berechnungen nur etwa 20 Tonnen gewogen haben. Das Loch wäre damit so winzig, dass es nur ab und zu ein Atom verspeist – mehr nicht, versichert VanDevender.

Dass es in der Luft schwebte und nicht einfach zu Boden plumpste, erklärt der Physiker mit den besonderen Bedingungen des Moores: Die geladenen Teilchen, die das Gebilde umschwirren, verursachen ein starkes oszillierendes Magnetfeld, das im sumpfigen Untergrund Gegenströme entstehen lässt. Ergebnis: Das 20-Tonnen-Monster schwebte wie eine Magnetbahn.

Damit ist VanDevender aber noch nicht am Ende seiner Überlegungen: Er schlägt vor, eintreffende Schwarze Löcher über Radiowellen zu orten, sie in metallische Hohlkugeln einzusperren und zur Energiegewinnung zu nutzen. Gefüttert mit einem Kilogramm Ionen pro Jahr, sollten die gefangenen Blitze so viel Energie abgeben wie ein mittleres Atomkraftwerk!

Wem das alles zu verwegen erscheint und wer sich daran stößt, dass bislang keine der Theorien Kugelblitze im Inneren von Flugzeugen oder U-Booten erklärt, der kann mit ganz bodenständigen Mitteln der Wissenschaft helfen. Alles, was er braucht, sind Beobachtungsgabe, Geduld und eine Digitalkamera. Manche Forscher vermuten nämlich, dass Kugelblitze häufiger sind als bisher angenommen. Mithilfe der massenhaft verbreiteten Digitalkameras und Fotohandys könnte es nun erstmals gelingen, die seltenen Gäste dingfest zu machen – wenn genügend Freiwillige mitmachen.

Sollten Sie also das Glück haben, einen der schwebenden Lichtbälle zu Gesicht zu bekommen, dann zögern Sie nicht, ein Foto zu schießen – und notieren Sie die genaue Uhrzeit. Sollten Sie sich gar angeregt fühlen, Sommergewitter zu filmen, dann nutzen Sie ein Stativ und verzichten auf den Autofokus – Datensammler Keul wird es Ihnen danken. Unter alexander.keul@sbg.ac.at nimmt er neue Berichte gern entgegen. Aber Vorsicht: Falls Sie tatsächlich einem Kugelbitz begegnen – fassen Sie ihn nicht an. Vielleicht ist es ja doch ein Schwarzes Loch!